FEROMONAS

Las feromonas son sustancias químicas secretadas por los seres vivos con el fin de provocar comportamientos específicos en otros individuos, con frecuencia de la misma especie, pero también pueden emplearse contra otras especies (por ejemplo, algunos árboles atraen pájaros con sus feromonas para defenderse del ataque de insectos, y otros insectos emplean feromonas sobre sus competidores para desestabilizar su metabolismo). Las feromonas se comportan como un medio de transmisión de señales cuyas principales ventajas son el alcance a distancia y el poder de sortear y para cambiar obstáculos, puesto que son arrastradas por las corrientes de aire.Muchas especies de plantas y animales utilizan diferentes aromas o mensajes químicos como medio de comunicación y casi todas envían uno o varios códigos por este medio, tanto para atraerse o rechazarse sexualmente como para otros fines. Algunas mariposas, como los machos de Saturnia pyri, son capaces de detectar el olor de la hembra a 20 km de distancia.

HumanosHay estudios científicos que señalan la existencia de feromonas en los humanos.Aun así, estos estudios siguen siendo sujetos a debate por su metodología y por sus conclusiones.Actualmente no existe un consenso definitivo dentro de la comunidad científica sobre la existencia de feromonas humanas.Sistema endocrino, conjunto de órganos y tejidos del organismo que liberan un tipo de sustancias llamado hormonas. Los órganos endocrinos también se denominan glándulas sin conducto o glándulas endocrinas, debido a que sus secreciones se liberan directamente en el torrente sanguíneo, mientras que las glándulas exocrinas liberan sus secreciones sobre la superficie interna o externa de los tejidos cutáneos, la mucosa del estómago o el revestimiento de los conductos pancreáticos. Las hormonas secretadas por las glándulas endocrinas regulan el crecimiento, el desarrollo y las funciones de muchos tejidos, y coordinan los procesos metabólicos del organismo. La endocrinología es la ciencia que estudia las glándulas endocrinas, las sustancias hormonales que producen estas glándulas, sus efectos fisiológicos, así como las enfermedades y trastornos debidos a alteraciones de su función.Orígenes de la feromonaEl término feromonas ha sido definido por primera vez por Karlson y Luscher en 1959. Es la asociación de dos raíces griegas "pherein" (transportar) y hormán (excitación). El descubrimiento de estas sustancias segregadas por hombres y mujeres, que se perciben a través de la nariz, se realizó en 1986 gracias a una investigación encabezada por la Dra. Winnifred B. Cutler, egresada de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos), quien intuyó acertadamente que los seres humanos contamos con un sistema químico de comunicación sexua, tal y como desde la década anterior se había comprobado que ocurre en el reino animal. El enigma de cómo se detectan las feromonas, siendo inodoras, fue resuelto años más tarde por un anatomista de la Universidad de UTA (Estados Unidos), el Dr. David L. Berliner. Este investigador redescubrió pequeña zona en el interior de la nariz humana llamada órgano vomernasal (OVN), localizado entre la membrana mucosa que cubre

el tabique o hueso que divide las fosas nasales. Aunque el OVN fue identificado con más de un siglo de anticipación, los científicos asumieron que se trataba de un órgano rudimentario e inútil, cuya función se perdió durante la evolución del ser humano. Empero, Berliner y su grupo de especialistas descubrieron que este pequeño órgano funciona como receptor completamente separado del sentido del olfato (especie de "sexto sentido") que se encuentra conectado directamente al hipotálamo, es decir, en el centro del cerebro encargado de controlar motivaciones básicas y emociones sexuales, de hambre, temor o enojo, así como temperatura corporal y ritmo cardiaco. A principios del decenio 1990-2000, los científicos Larry Stensaas y Luis Monti-Bloch, también de la Universidad de Utah, así como Thomas Getchell de laUniversidad de Kentucky en Lexington (Estados Unidos), confirmaron que las amistosas feromonas actúan a través del órgano vomernasal. La existencia de feromonas se ha conocido por siglos y aparentemente se originó en observaciones de picaduras masivas de abejas en respuesta a productos químicos liberados por la picadura de una sola abeja. Las feromonas son compuestos químicos que los animales emiten para comunicarse con miembros de su misma especie.Los tejidos que producen hormonas se pueden clasificar en tres grupos: glándulas endocrinas, cuya función es la producción exclusiva de hormonas; glándulas endo-exocrinas, que producen también otro tipo de secreciones además de hormonas; y ciertos tejidos no glandulares, como el tejido nervioso del sistema nervioso autónomo, que produce sustancias parecidas a las hormonas.

1. HIPÓFISIS La hipófisis, está formada por tres lóbulos: el anterior, el intermedio, que en los primates sólo existe durante un corto periodo de la vida, y el posterior. Los lóbulos anterior y posterior de la hipófisis segregan hormonas diferentes. El anterior libera varias hormonas que estimulan la función de otras glándulas endocrinas, por ejemplo, la adrenocorticotropina, hormona adrenocorticotropa o ACTH, que estimula la corteza suprarrenal; la hormona estimulante de la glándula tiroides o tirotropina (TSH) que controla el tiroides; la hormona estimulante de los folículos o foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH), que estimulan las glándulas sexuales; y la prolactina, que, al igual que otras hormonas especiales, influye en la producción de leche por las glándulas mamarias. La hipófisis anterior es fuente de producción de la hormona del crecimiento, denominada también somatotropina, que favorece el desarrollo de los tejidos del organismo, en particular la matriz ósea y el músculo, e influye sobre el metabolismo de los hidratos de carbono. La hipófisis anterior también secreta una hormona denominada estimuladora de los melanocitos, que estimula la síntesis de melanina en las células pigmentadas o melanocitos. En la década de 1970, los científicos observaron que la hipófisis anterior también producía sustancias llamadas endorfinas, que son péptidos que actúan sobre el sistema nervioso central y periférico para reducir la sensibilidad al dolor.El hipotálamo, porción del cerebro de donde deriva la hipófisis, secreta una hormona antidiurética (que controla la excreción de agua) denominada vasopresina, que circula y se almacena en el lóbulo posterior de la hipófisis. El lóbulo posterior de la hipófisis también almacena una hormona fabricada por el hipotálamo llamada oxitocina. Esta hormona estimula las contracciones musculares, en especial del útero, y la excreción de leche por las glándulas mamarias.La secreción de tres de las hormonas de la hipófisis anterior está sujeta a control hipotalámico: la secreción de tirotropina está estimulada por el factor liberador de tirotropina (TRF), y la de hormona luteinizante, por la hormona liberadora de hormona luteinizante (LHRH). La dopamina elaborada por el hipotálamo suele inhibir la liberación de prolactina por la hipófisis anterior. Además, la liberación de la hormona de crecimiento se inhibe por la somatostatina, sintetizada también en el páncreas.

2. GLÁNDULAS SUPRARRENALES Cada glándula suprarrenal está formada por una zona interna denominada médula y una zona externa que recibe el nombre de corteza. Las dos glándulas se localizan sobre los riñones. La médula suprarrenal produce adrenalina, llamada también epinefrina, y noradrenalina, que afecta a un gran número de funciones del organismo. Estas sustancias estimulan la actividad del corazón, aumentan la tensión arterial, y actúan sobre la contracción y dilatación de los vasos sanguíneos y la musculatura. La adrenalina eleva los niveles de glucosa en sangre (glucemia). Todas estas acciones ayudan al organismo a enfrentarse a situaciones de urgencia de forma más eficaz. Las secreciones suprarrenales regulan el equilibrio de agua y sal del organismo, influyen sobre la tensión arterial, actúan sobre el tejido linfático, influyen sobre los mecanismos del sistema inmunológico y regulan el metabolismo de los glúcidos y de las proteínas. Además, las glándulas suprarrenales también producen pequeñas cantidades de hormonas masculinas y femeninas.

3. TIROIDES El tiroides es una glándula bilobulada situada en el cuello. Las hormonas tiroideas, la tiroxina y la triyodotironina aumentan el consumo de oxígeno y estimulan la tasa de actividad metabólica, regulan el crecimiento y la maduración de los tejidos del organismo y actúan sobre el estado de alerta físico y mental. El tiroides también secreta una hormona denominada calcitonina, que disminuye los niveles de calcio en la sangre e inhibe su reabsorción ósea.

4. GLÁNDULAS PARATIROIDES Las paratiroides se localizan en un área cercana o están inmersas en la glándula tiroides. La hormona paratiroidea o parathormona regula los niveles sanguíneos de calcio y fósforo y estimula la reabsorción de hueso.

5. OVARIOS Los ovarios son los órganos femeninos de la reproducción, o gónadas femeninas. Son estructuras pares con forma de almendra situadas a ambos lados del útero. Los folículos ováricos producen óvulos, o huevos, y también segregan un grupo de hormonas denominadas estrógenos, necesarias para el desarrollo de los órganos reproductores y de las características sexuales secundarias, como distribución de la grasa, amplitud de la pelvis, crecimiento de las mamas y vello púbico y axilar.La progesterona ejerce su acción principal sobre la mucosa uterina en el mantenimiento del embarazo. Los ovarios también elaboran una hormona llamada relaxina, que actúa sobre los ligamentos de la pelvis y el cuello del útero y provoca su relajación durante el parto, facilitando de esta forma el alumbramiento.

6. TESTÍCULOS Las gónadas masculinas o testículos son cuerpos ovoideos pares que se encuentran suspendidos en el escroto. Las células de Leydig de los testículos producen una o más hormonas masculinas, denominadas andrógenos. Los testículos también contienen células que producen el esperma. Véase Aparato reproductor.

7. PÁNCREAS La mayor parte del páncreas está formado por tejido exocrino que libera enzimas en el duodeno. Hay grupos de células endocrinas, denominados islotes de Langerhans, distribuidos por todo el tejido que secretan insulina y glucagón. La insulina actúa sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, aumentando la tasa de utilización de la glucosa y favoreciendo la

formación de proteínas y el almacenamiento de grasas. El glucagón aumenta de forma transitoria los niveles de azúcar en la sangre mediante la liberación de glucosa procedente del hígado.

8. PLACENTA La placenta, un órgano formado durante el embarazo a partir de la membrana que rodea al feto, asume diversas funciones endocrinas de la hipófisis y de los ovarios que son importantes en el mantenimiento del embarazo. Secreta la hormona denominada gonadotropina coriónica, sustancia presente en la orina durante la gestación y que constituye la base de las pruebas de embarazo. La placenta produce progesterona y estrógenos, somatotropina coriónica (una hormona con algunas de las características de la hormona del crecimiento), lactógeno placentario y hormonas lactogénicas.

9. OTROS ÓRGANOS Otros tejidos del organismo producen hormonas o sustancias similares. Los riñones secretan un agente denominado renina que activa la hormona angiotensina elaborada en el hígado. Esta hormona eleva a su vez la tensión arterial, y se cree que es provocada en gran parte por la estimulación de las glándulas suprarrenales. Los riñones también elaboran una hormona llamada eritropoyetina, que estimula la producción de glóbulos rojos por la médula ósea. El tracto gastrointestinal fabrica varias sustancias que regulan las funciones del aparato digestivo, como la gastrina del estómago, que estimula la secreción ácida, y la secretina y colescistoquinina del intestino delgado, que estimulan la secreción de enzimas y hormonas pancreáticas. La confusión sobre la definición funcional del sistema endocrino se debe al descubrimiento de que muchas hormonas típicas se observan en lugares donde no ejercen una actividad hormonal. La noradrenalina está presente en las terminaciones nerviosas, donde trasmite los impulsos nerviosos. Los péptidos intestinales gastrina, colecistoquinina, péptido intestinal vasoactivo (VIP) y el péptido inhibidor gástrico (GIP) se han localizado también en el cerebro. Las endorfinas están presentes en el intestino, y la hormona del crecimiento aparece en las células de los islotes de Langerhans. En el páncreas, la hormona del crecimiento parece actuar de forma local inhibiendo la liberación de insulina y glucagón a partir de las células endocrinas.

10. METABOLISMO HORMONAL Las hormonas conocidas pertenecen a tres grupos químicos: proteínas, esteroides y aminas. Aquellas que pertenecen al grupo de las proteínas o polipéptidos incluyen las hormonas producidas por la hipófisis anterior, paratiroides, placenta y páncreas. En el grupo de esteroides se encuentran las hormonas de la corteza suprarrenal y las gónadas. Las aminas son producidas por la médula suprarrenal y el tiroides. La síntesis de hormonas tiene lugar en el interior de las células y, en la mayoría de los casos, el producto se almacena en su interior hasta que es liberado en la sangre. Sin embargo, el tiroides y los ovarios contienen zonas especiales para el almacenamiento de hormonas.La liberación de las hormonas depende de los niveles en sangre de otras hormonas y de ciertos productos metabólicos bajo influencia hormonal, así como de la estimulación nerviosa. La producción de las hormonas de la hipófisis anterior se inhibe cuando las producidas por la glándula diana particular, la corteza suprarrenal, el tiroides o las gónadas circulan en la sangre. Por ejemplo, cuando hay una cierta cantidad de hormona tiroidea en el torrente sanguíneo la hipófisis interrumpe la producción de hormona estimulante del tiroides hasta que el nivel de hormona tiroidea descienda. Por lo tanto, los niveles de hormonas circulantes se mantienen en un equilibrio constante. La administración prolongada procedente del exterior de hormonas adrenocorticales, tiroideas o sexuales interrumpe casi por completo la producción de las correspondientes hormonas estimulantes de la hipófisis, y provoca la atrofia temporal de las glándulas diana. Por el contrario, si

la producción de las glándulas diana es muy inferior al nivel normal, la producción continua de hormona estimulante por la hipófisis produce una hipertrofia de la glándula, como en el bocio por déficit de yodo.La liberación de hormonas está regulada también por la cantidad de sustancias circulantes en sangre, cuya presencia o utilización queda bajo control hormonal. Los altos niveles de glucosa en la sangre estimulan la producción y liberación de insulina, mientras que los niveles reducidos estimulan a las glándulas suprarrenales para producir adrenalina y glucagón; así se mantiene el equilibrio en el metabolismo de los hidratos de carbono. De igual manera, un déficit de calcio en la sangre estimula la secreción de hormona paratiroidea, mientras que los niveles elevados estimulan la liberación de calcitonina por el tiroides.La función endocrina está regulada también por el sistema nervioso, como demuestra la respuesta suprarrenal al estrés. Los distintos órganos endocrinos están sometidos a diversas formas de control nervioso. La médula suprarrenal y la hipófisis posterior son glándulas con rica inervación y controladas de modo directo por el sistema nervioso. Se desconoce la forma en que las hormonas ejercen muchos de sus efectos metabólicos y morfológicos. Aunque en apariencia no se consumen o se modifican en el proceso metabólico, las hormonas pueden ser destruidas en gran parte por degradación química. Véase Metabolismo.

11. CICLOS ENDOCRINOS El sistema endocrino ejerce un efecto regulador sobre los ciclos de la reproducción, incluyendo el desarrollo de las gónadas, el periodo de madurez funcional y su posterior envejecimiento, así como el ciclo menstrual y el periodo de gestación. El patrón cíclico del estro, que es el periodo durante el cual es posible el apareamiento fértil en los animales, está regulado también por hormonas.La pubertad, la época de maduración sexual, está determinada por un aumento de la secreción de hormonas hipofisarias estimuladoras de las gónadas o gonadotropinas, que producen la maduración de los testículos u ovarios y aumentan la secreción de hormonas sexuales. A su vez, las hormonas sexuales actúan sobre los órganos sexuales auxiliares y el desarrollo sexual general.La primera parte del ciclo está marcada por el periodo menstrual, que abarca un promedio de tres a cinco días, y por la maduración del folículo ovárico bajo la influencia de la hormona foliculoestimulante procedente de la hipófisis. Después de la ovulación y bajo la influencia de otra hormona, la llamada luteinizante, el folículo vacío forma un cuerpo endocrino denominado cuerpo lúteo, que secreta progesterona, estrógenos, y es probable que durante el embarazo, relaxina. La progesterona y los estrógenos preparan la mucosa uterina para el embarazo. El patrón rítmico de la menstruación está explicado por la relación recíproca inhibición-estimulación entre los estrógenos y las hormonas hipofisarias estimulantes de las gónadas.Si se produce el embarazo, la secreción placentaria de gonadotropinas, progesterona y estrógenos mantiene el cuerpo lúteo y la mucosa uterina, y prepara las mamas para la producción de leche o lactancia. En este periodo la secreción de gonadotropinas aumenta como resultado de la ausencia de inhibición estrogénica.

12. TRASTORNOS DE LA FUNCIÓN ENDOCRINA Las alteraciones en la producción endocrina se pueden clasificar como de hiperfunción (exceso de actividad) o hipofunción (actividad insuficiente). La hiperfunción de una glándula puede estar causada por un tumor productor de hormonas que es benigno o, con menos frecuencia, maligno. La hipofunción puede deberse a defectos congénitos, cáncer, lesiones inflamatorias, degeneración, trastornos de la hipófisis que afectan a los órganos diana, traumatismos, o, en el caso de enfermedad tiroidea, déficit de yodo.

La hiperfunción de la hipófisis anterior con sobreproducción de hormona del crecimiento provoca en ocasiones gigantismo o acromegalia, o si se produce un exceso de producción de hormona estimulante de la corteza suprarrenal, puede resultar un grupo de síntomas conocidos como síndrome de Cushing que incluye hipertensión, debilidad, policitemia, estrías cutáneas purpúreas, y un tipo especial de obesidad. Una disminución de la actividad de la corteza suprarrenal origina la enfermedad de Addison, mientras que la actividad excesiva puede provocar el síndrome de Cushing u originar virilismo, aparición de caracteres sexuales secundarios masculinos en mujeres y niños. Las alteraciones de la función de las gónadas afectan sobre todo al desarrollo de los caracteres sexuales primarios y secundarios. La diabetes insípida se debe al déficit de hormona antidiurética, y la diabetes mellitus, a un defecto en la producción de la hormona pancreática insulina, o puede ser consecuencia de una respuesta inadecuada del organismo.

Las feromonas en los animalesUna de las maneras más importantes que tienen los animales para comunicarse entre ellos, es a través de la emisión y detección de compuestos químicos. Las “feromonas” son mensajeros químicos que utilizan los animales para influenciar en el comportamiento o fisiología de otros individuos de su misma especie. Los compuestos utilizados para la comunicación entre individuos de especies diferentes se denominan “aleloquímicos”.

En 1956, luego de 20 años de investigación, el químico alemán Adolf Butenandt (Premio Nóbel de Química 1939), descubrió la primera feromona, que fue aislada del órgano sexual ubicado en el extremo del abdomen de la hembra de la mariposa del gusano de seda Bombyx mori (Lepidoptera, Bombycidae), estableció su estructura química y la denominó “bombykol”. El receptor de esta feromona sólo está presente en el macho y es específico de la especie. En 1966 se identificaron las 2 primeras feromonas sexuales de insectos causantes de plagas, las mariposas Trichoplusia ni y Pectinophora gossypiella (Lepidopteras).

Ligeras modificaciones químicas, como la oxidación del grupo alcohol a aldehído (bombycal) o la modificación de sus enlaces dobles (variaciones en su ubicación o su configuración cis/trans), producen una drástica disminución o la ausencia total de estimulación del receptor. Otros insectos utilizan feromonas diferentes y diversas, pudiendo ser similares al bombykol.

La liberación de una feromona por un miembro de la especie, origina un conjunto de respuestas y una reacción determinada en los otros miembros de la comunidad. Pueden comunicar diferentes mensajes dentro de la población de insectos y regular su comportamiento social en casos como: defensa y alarma, señalización territorial y de caminos, atracción de individuos de sexo opuesto para el acoplamiento, etc. Por ej., ante la invasión de un predador, las hormigas pueden liberar una feromona de alarma, utilizan otra feromona para indicar la ruta que lleva hacia la comida, una tercera para provocar ataques contra sus enemigos y otra para señalar la necesidad de huir.

Las feromonas fueron descubiertas en insectos, pero también juegan un papel importante en el comportamiento de muchas especies de mamíferos. La naturaleza química de las feromonas es muy diversa, algunas son volátiles, pero esta característica no es esencial. El aislamiento y determinación de la estructura se dificulta por las cantidades tan pequeñas en que se encuentran.Las feromonas de atracción sexual de insectos son las que mejor se han estudiado. Son liberadas en cantidades diminutas a través de unos conductos de las hembras y, cuando se unen al receptor de los machos, éstos son estimulados a buscar a las hembras con fines reproductivos. Ciertas especies pueden detectar cantidades tan pequeñas de feromona como 10-9 g a una distancia de 400 metros.

Mediante esto se han podido diseñar estrategias que eviten el apareamiento y el consiguiente aumento de la población de insectos causantes de dañar cultivos y transmitir plagas y enfermedades. En un principio se emplearon feromonas extraídas directamente del insecto correspondiente, pero esto requería disponer de grandes cantidades de insectos, por las pequeñísimas cantidades en que se producen. Con el conocimiento de la estructura química de las feromonas de muchos insectos dañinos, los químicos han logrado sintetizarlas siendo necesaria una prueba final utilizando un insecto vivo para confirmar que la molécula sintética es biológicamente activa.

Los “métodos biológicos de control de plagas”, se basan en la “irresistible” atracción que siente el insecto macho al recibir el “mensaje” de la hembra por lo que se dirigen irremediablemente hacia donde cree que está la hembra. Su empleo permite proteger cultivos sin necesitad de fumigar o aplicar compuestos que se acumulan en el suelo, en las plantas, en los frutos y que con el tiempo, producen problemas de contaminación ambiental.

Un primer método llamado “de agregación”, consiste en el uso de feromonas sintéticas para atraer a los insectos machos hacia trampas distribuidas en diferentes lugares del cultivo. La trampa contiene, además de la feromona, un insecticida o un esterilizante o un mecanismo para atrapar el insecto.

Otro método es el de “desorientación” que consiste en liberar pequeñas cantidades de feromonas sintéticas (iguales a las producidas por las hembras del insecto indeseado) en diferentes lugares de los cultivos, con lo que los machos se desorientan y no pueden encontrar a las hembras para el acoplamiento.

BIBLIOGRAFÍA Quimica Nova Vol. 32, # 3, 722-731, (2009). Anales de la Real Academia Nacional de Farmacia: Vol. 72, # 3, 489-517, (2006).http://es.wikipedia.org/wiki/Feromonahttp://www.ecured.cu/index.php/Feromonas